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Assembly of clay mineral platelets, tactoids, and aggregates: Effect of mineral structure and solution salinity.
Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2020-01-23 , DOI: 10.1016/j.jcis.2020.01.084 Maoz Dor 1 , Yael Levi-Kalisman 2 , Ruarri J Day-Stirrat 3 , Yael Mishael 4 , Simon Emmanuel 5
Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2020-01-23 , DOI: 10.1016/j.jcis.2020.01.084 Maoz Dor 1 , Yael Levi-Kalisman 2 , Ruarri J Day-Stirrat 3 , Yael Mishael 4 , Simon Emmanuel 5
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Clay mineral properties, together with solution chemistry, control the assembly of clay platelets into hierarchical structures, including tactoids and aggregates. We studied the effect of salinity on the assembly of kaolinite, illite, and montmorillonite at three critical scales: platelet, tactoid, and aggregate, using cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM), atomic force microscopy (AFM) and cryo-transmission EM (cryo-TEM), respectively. Cyro-SEM images coupled with original alignment analysis indicate that the degree of aggregate alignment in an ionized solution was significantly higher than in deionized water. Furthermore, upon increasing platelet-platelet bonding energy (montmorillonite > illite > kaolinite), tactoid size increased, packing was less ordered, and aggregate alignment decreased. AFM measurements showed that an increase in ionic-strength caused a decrease in the Young's modulus of the clays, indicating higher tactoid alignment, since, disordered structures, comprising various platelet orientations, are stiffer than highly-aligned structures. We successfully measured distances <1 nm, for both kaolinite and montmorillonite by cryo-TEM, directly demonstrating that increasing ionic-strength reduces platelet-platelet distances. The outcome of this study offers a new approach and methodology to study fundamental colloid-assembly which will trigger future studies investigating additional parameters affecting assembly such as, temperature, solution pH, natural organic matter, and anthropogenic activity.
中文翻译：
黏土矿物血小板，类固醇和聚集体的组装：矿物结构和溶液盐度的影响。
粘土的矿物特性以及溶液化学性质控制着粘土薄片组装成分层结构，包括触针和聚集体。我们使用低温扫描电子显微镜（cryo-SEM），原子力显微镜（AFM）和低温透射电镜研究了盐度对血小板，触觉和聚集体这三个关键尺度的高岭石，伊利石和蒙脱石组装的影响。 （cryo-TEM）。Cyro-SEM图像加上原始的对齐分析表明，在电离溶液中，聚集体的对齐程度明显高于去离子水中。此外，随着血小板-血小板结合能的增加（蒙脱石>伊利石>高岭石），触针尺寸增加，堆积顺序减少，聚集体排列减少。原子力显微镜的测量表明，离子强度的增加导致粘土的杨氏模量下降，表明更高的触觉取向，因为包括各种血小板取向的无序结构比高度取向的结构更硬。我们通过冷冻TEM成功地测量了高岭石和蒙脱土的距离<1 nm，直接表明增加离子强度会降低血小板-血小板距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。因为，包含各种血小板取向的无序结构比高度排列的结构更硬。我们通过冷冻TEM成功地测量了高岭石和蒙脱土的距离<1 nm，直接表明增加离子强度会减少血小板-血小板距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。因为，包含各种血小板取向的无序结构比高度排列的结构更硬。我们通过冷冻TEM成功地测量了高岭石和蒙脱土的距离<1 nm，直接表明增加离子强度会降低血小板-血小板距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。直接表明增加离子强度会减少血小板与血小板的距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。直接表明增加离子强度会减少血小板与血小板的距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。
更新日期：2020-01-23
中文翻译：
黏土矿物血小板，类固醇和聚集体的组装：矿物结构和溶液盐度的影响。
粘土的矿物特性以及溶液化学性质控制着粘土薄片组装成分层结构，包括触针和聚集体。我们使用低温扫描电子显微镜（cryo-SEM），原子力显微镜（AFM）和低温透射电镜研究了盐度对血小板，触觉和聚集体这三个关键尺度的高岭石，伊利石和蒙脱石组装的影响。 （cryo-TEM）。Cyro-SEM图像加上原始的对齐分析表明，在电离溶液中，聚集体的对齐程度明显高于去离子水中。此外，随着血小板-血小板结合能的增加（蒙脱石>伊利石>高岭石），触针尺寸增加，堆积顺序减少，聚集体排列减少。原子力显微镜的测量表明，离子强度的增加导致粘土的杨氏模量下降，表明更高的触觉取向，因为包括各种血小板取向的无序结构比高度取向的结构更硬。我们通过冷冻TEM成功地测量了高岭石和蒙脱土的距离<1 nm，直接表明增加离子强度会降低血小板-血小板距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。因为，包含各种血小板取向的无序结构比高度排列的结构更硬。我们通过冷冻TEM成功地测量了高岭石和蒙脱土的距离<1 nm，直接表明增加离子强度会减少血小板-血小板距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。因为，包含各种血小板取向的无序结构比高度排列的结构更硬。我们通过冷冻TEM成功地测量了高岭石和蒙脱土的距离<1 nm，直接表明增加离子强度会降低血小板-血小板距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。直接表明增加离子强度会减少血小板与血小板的距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。直接表明增加离子强度会减少血小板与血小板的距离。这项研究的结果提供了一种新的方法和方法来研究基本的胶体组装，这将触发未来的研究，研究影响组装的其他参数，例如温度，溶液的pH值，天然有机物和人为活动。
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